[0001] 本发明涉及环保技术领域，具体涉及一种防止泄漏液体蔓延的快速封堵装置及方法。

[0002] 随着工业化进程的加速，液体泄漏事故频发，对环境和人身安全造成了严重威胁。当液体泄漏至地面并逐渐蔓延时，有毒的液体会污染周围环境，易燃的液体可能造成火势加大，液体流入排水沟，进入河道还可能造成环境污染。因此，如何快速有效地防止泄漏液体在地面蔓延，减少泄漏液体对周围造成的危害，是当前亟待解决的技术问题。

[0017] 为使本发明的目的、技术方案以及优点更加清楚，以下内容将结合根据本发明提供的附图，对本发明具体技术方案进行系统、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0018] 一种防止泄漏液体蔓延的快速封堵装置，包括底盘11以及搭载在底盘11上的车轮驱动电机1、捻布轮控制电机2以及捻布轮控制电机2驱动的捻布布置机构，车轮驱动电机1驱动底盘11上的车轮带动底盘行走，底盘11前方设有导航定位装置7，捻布布置机构包括底盘11底部的下料口8，捻布轮控制电机2驱动捻布从下料口8处排出。

[0019] 导航定位装置7根据地面液体蔓延情况自动规划封堵路径，并将运动命令发送给车轮驱动电机1，车轮驱动电机1驱动本发明装置沿规划的路径运动，捻布轮控制电机2驱动捻布从下料口8沿规划路径布置在地面形成防油堤坝。

[0020] 上述的捻布布置机构包括安装在底盘11底部的捻布轮3和传动轮4，捻布轮3和传动轮4之前上方放置捻布柱体，捻布轮3由捻布轮控制电机2驱动，捻布轮3和传动轮4与底盘11转动连接。

[0021] 上述的下料口8设有卷布轴9，捻布经卷布轴9后从下料口8出底盘11。

[0022] 上述的下料口8处设有切断装置10。

[0023] 捻布柱体放置在捻布轮3和传动轮4上，在捻布轮控制电机2驱动下捻布排出下料口8，在需要切断时由切断装置10进行切断。

[0024] 上述的导航定位装置7上设有视觉识别系统。

[0025] 上述的捻布上设有一条标识线，视觉识别系统识别捻布上标识线作为封堵的边缘实际位置信息。

[0026] 上述的捻布轮3或传动轮4一侧设有仓储区5，另一侧设有备用布仓储区6。

[0027] 使用上述的一种防止泄漏液体蔓延的快速封堵装置的封堵方法，封堵的步骤为：Step1、初始化；
Step1.1、启动装置，初始化视觉识别系统、导航定位装置7中的激光SLAM导航系统车轮驱动电机1和捻布轮控制电机2；
Step1.2、加载液体泄漏蔓延速度的经验范围、封堵时间等预设参数；
Step2、视觉识别；
Step2.1、使用视觉识别系统捕捉泄漏区域的范围；
Step2.2、标记泄漏区域的起始点，并确定其中心或主泄漏点；
Step3、蔓延速度预测；
Step3.1、根据泄漏液体的类型和经验蔓延速度范围，预测当前条件下液体的蔓延速度；
Step3.2、根据液体的实际流动情况进行实时速度调整；
Step4、封堵时间估算；
Step4.1、估算装置沿预设路径运动到泄漏区域并开始封堵所需的时间；
Step5、额外蔓延区域计算；
Step5.1、将蔓延速度乘以封堵时间，得到液体在封堵过程中可能额外蔓延的区域；
Step5.2、额外蔓延的区域即为“提前量”，用于指导路径规划的提前性；
Step6、路径规划；
Step6.1、使用激光SLAM导航系统构建环境的局部或全局地图；
Step6.2、根据泄漏区域的起始点、中心点和额外蔓延的提前量，规划出至少一道或多道封堵路径；
Step7、导航与执行；
Step7.1、导航系统根据规划好的路径，引导装置向泄漏区域移动；
Step7.2、在移动过程中，实时调整路径以适应环境的变化，包括障碍物、不平坦地形；
Step7.3、当机器人到达预设位置时，启动捻布轮控制电机2，通过下料口8排出捻布并在地面形成堤坝；
Step8、监控与反馈；
Step8.1、在封堵过程中，持续监控泄漏区域和堤坝的状态；
Step8.2、如果发现液体绕过堤坝或堤坝出现破损，及时调整路径并添加新的堤坝；
Step8.3、反馈系统收集封堵效果的数据，用于后续算法的改进和优化；
Step9、终止与清理；
Step9.1、当液体被完全封堵后，装置返回基地或待机位置；
Step9.2、清理现场，包括回收未使用的捻布、清理机器人和周边环境。

[0028] 上述的Step7.2中，视觉识别系统识别捻布的标识线和泄漏液体边缘的图像信息，并计算两者之间的距离信息并判断两者的距离走势，如两者之间的距离逐渐变小且变化率或者距离超出装置的设定值，调节装置转向至两者距离更大的方向。

[0029] 装置上设置智能泄漏检测装置，智能泄漏检测与封堵系统集成了先进的视觉识别、红外热成像技术及智能路径规划算法，并采用了创新的布卷封堵方式。系统核心由高清摄像头、红外热成像传感器、图像处理模块、路径规划模块及布卷封堵装置组成。图像处理模块进一步细分为边缘检测与二值化处理单元、红外分析单元以及综合评估单元。

[0030] 启动系统后，高清摄像头与红外热成像传感器协同工作，实时捕捉泄漏区域的可见光与红外图像。边缘检测与二值化处理单元首先对可见光图像进行二值化处理，将图像简化为黑白两色，显著增强边缘对比度，便于精确识别泄漏液体的边缘。同时，红外分析单元分析红外图像中的温度分布，结合边缘检测结果，进一步确认泄漏点及其边缘轮廓。

[0031] 综合评估单元则负责整合边缘信息、红外数据以及通过摄像头获取的地势信息，对泄漏点周围的地势、液体流动趋势进行综合分析。该单元采用先进的算法，对液体可能扩散的多个扇形区域进行风险评估与打分，识别出主要扩散方向，并据此制定优先封堵策略。

[0032] 随后，路径规划模块介入，根据综合评估单元提供的地势情况、泄漏液体的蔓延趋势及优先封堵策略，进行封堵小车的初步路径规划。模块还考虑了小车的自身速度、捻布布置时间等关键因素，计算出完成初步路径所需的时间，并将此时间与捻布时间相加，得到总时长。进一步地，将总时长与当前液体流速相乘，预测出在此期间内液体可能额外蔓延的区域，并将这些区域纳入路径规划中，以确保最终规划出的路径既安全又高效，能够成功封堵泄漏区域并保护小车免受损害。

[0033] 布卷封堵装置则储存在小车内部，一旦泄漏点被确认，小车便根据路径规划模块提供的最优路径，驶向泄漏区域。到达指定位置后，小车释放布卷，迅速展开形成第一道封堵屏障。此过程中，系统还考虑了对现场抢修人员的避障，确保在封堵作业进行时，抢修人员的安全路径得到保障。

[0034] 完成第一道封堵后，系统持续监测液体蔓延趋势，并根据新情况调整后续封堵策略。若需进行第二道、第三道甚至更多次封堵，系统将自动重新规划路径，并指挥小车依次实施，直至最终有效扼制住液体蔓延。

[0035] 若经过三道封堵尝试后，系统判断仍无法完全控制泄漏，将立即发出警报，提醒现场人员介入。此时，系统可提供当前泄漏状况、已实施的封堵情况及剩余布卷资源等信息，辅助现场人员判断是否继续实施封堵或更换封堵策略，如采用更强效的封堵材料或增加人力支持等。

[0036] 上述的Step8.3中，视觉系统收集捻布标识线与液体泄漏边缘处的图像，并根据导航信息生成实际封堵路径效果图。

[0037] 如图1所示，当发现液体泄漏时，迅速将本发明装置移动至泄漏点附近，导航定位装置7根据地面液体蔓延情况自动规划封堵路径，并将运动命令发送给车轮驱动电机1，车轮驱动电机1驱动本发明装置沿规划的路径运动。捻布以卷状形式放置在仓储区5，传动轮4负责对卷布进行导引，捻布轮控制电机2驱动捻布轮3将布扯动并通过卷布轴9和下料口8沿规划路径布置在地面形成防油堤坝。仓储区6用于放置备用布。第一道堤坝布置完成后，切断装置10将布切断。导航定位装置7根据第一道封堵后泄漏液体的蔓延情况，继续规划第二道封堵路径，释放捻布，增加堤坝的数量和长度，直至完全阻止液体的蔓延。

[0038] 本发明的导航定位装置与自动规划路径技术，该技术能够根据地面液体蔓延情况自动规划出最佳的封堵路径，并准确地将运动命令发送给车轮驱动电机，实现装置的快速移动和定位。这是确保装置能够迅速响应并有效封堵泄漏液体的关键。

[0039] 本发明所使用的捻布及其使用方式：捻布作为本发明的核心组成部分，具有优异的吸收和吸附性能，能够快速有效地吸收泄漏液体。同时，通过捻布轮控制电机驱动捻布轮将布扯动并通过下料口沿路径布置在地面形成堤坝，实现了快速且连续的封堵作业。

[0040] 模块化设计与快速部署能力，本发明装置采用模块化设计，使得各个部件之间能够灵活组合和替换，便于运输和储存。同时，装置的快速部署能力也是其技术关键点之一，能够在短时间内迅速部署到泄漏现场，提高应急响应的效率。

[0041] 本发明的实时路径调整采用识别标识线与液体泄漏边缘的图像信息计算两者之间的距离，图像简单便于处理，信息量少，能够更高效地执行，同时能够实时生成封路路径与液体边缘图，供应急人员决策使用。